罗河铁矿采空区三维激光扫描及应用分析研究

针对传统采空区探测依靠全站仪测量存在劳动强度大、测量结果不准确等问题,采用BLSS-PE矿用三维激光扫描系统对罗河铁矿45-3#和47-3#采空区进行了现场扫描,构建了采空区三维实体模型,并在此基础上计算了采空区体积,说明了传统统计方式存在的不足;计算了矿房的超欠挖体积,为准确量化矿房损失率和贫化率提供了基础数据;基于采空区边界进行了二步骤回采设计,说明了采空区边界对于降低矿房损失贫化的重要意义。     

基于CMS精密探测的采场贫化损失计算方法

采矿损失率和矿石贫化率是表征矿山企业采矿技术和管理水平的重要指标。针对传统贫化损失测定方法工作量大，操作困难及测定数据不准确的实际问题，提出了一种新型的基于CMS精密探测的采场贫化损失的计算方法。介绍了CMS的工作原理及其对采空区的探测过程，阐明了基于CMS精密探测的采场贫化与损失计算的具体方法。以冬瓜山铜矿采场空区精密探测为实例，运用矿山三维设计软件Surpac，创建采空区、采场设计单元及底部结构等三维模型，并通过模型间的布尔运算，准确获得了探测采空区的实际边界和体积，以及实际采矿过程中的超挖量、欠挖量及采场空区内的存留矿量，从而较为准确地计算出采场的贫化率和损失率。     

三维激光扫描技术在汤丹铜矿复杂采空区探测中的应用

汤丹铜矿受前期混乱开采影响,在地下存在大量不明采空区,具有分布不规律、形态复杂、安全风险大的特点。为全面掌握汤丹铜矿采空区形态、轮廓和体积,提高采空区调查测量精度与工作效率,采用三维激光扫描技术代替传统二维测量手段,对该矿地下采空区体积进行了扫描测量和统计计算。通过对扫描点云数据的处理,结合DIMINE软件,构建了采空区三维地质模型,可直观获取采空区边界、体积、内部形态及分布结构信息,并将扫描计算结果与矿山实测统计数据进行了对比,数据测量误差为0.9%～9.4%,验证了三维激光扫描系统在复杂采空区探测方面的适用性,为矿山安全生产提供了有效支撑。     

新疆某地下矿采空区三维激光扫描技术应用实践

以新疆某地下矿山为例，采用三维激光扫描技术进行了扫描并估算了该矿五、六中段二步骤矿房体积约为210 511.338 m3。研究表明：采用三维激光扫描技术进行采空区扫描和二步骤矿房体积估算具有可行性。     

采空区三维精密探测技术在冬瓜山铜矿的应用

介绍了三维激光探测系统的基本组成、工作原理和特点,通过在冬瓜山铜矿采空区三维形态的精密探测应用研究,精确测绘出冬瓜山采空区实际边界,准确地计算回采贫化损失率,分析了采空区顶板安全状况.实践表明,CMS采空区三维精密探测技术为我国金属矿山空区动态监测、矿柱回采爆破设计、回采贫损控制以及采空区稳定性分析等生产管理和过程控制研究,提供了有效技术手段.     

基于SURPAC的诱导冒落开采爆破参数优化

柏杖子金矿100-9#矿体在实行诱导冒落开采方案之后,由于传统中深孔爆破设计方式不能很好地适应100-9#矿体较大的形态变化,造成爆破效果差和矿石贫化大等问题。为了很好地控制爆破的矿岩边界,减少废石的混入,优化爆破效果,研究利用SURPAC建立了菱形矿房实体,用菱形矿房控制爆破的矿岩边界,将矿岩边界转化为爆破矿房边界,有效地实现对爆破矿岩边界的控制。利用获取的各进路的菱形矿房实体,进行了中深孔爆破设计,用矿房边界控制炮孔的设计,从而避免围岩崩落而引起的矿石贫化。应用分析结果表明:利用SURPAC对爆破参数进行优化能有效地控制矿岩边界,达到优化爆破效果目的。     

Surpac及全站仪测量技术在矿山损贫指标分析中的应用

在进行上向分层充填采矿法损失贫化计算过程中,必须得到采空区的实际体积,因此对采空区进行测量非常重要。以山后金矿矿区+10m中段3、4试验采场为研究对象,应用全站仪探测技术对试验采场采空区进行边界点测量,并利用Surpac三维矿业软件进行数据处理,最终计算得出试验采场的采矿损失率为23.2%,矿石贫化率为14.02%,并得到采出矿石品位为1.2g/t,与选矿厂提供的入选矿石品位较为接近。研究结果对以后矿山采矿设计提供了一定的指导。     

采空区三维激光扫描系统C-ALS及其在安庆铜矿的应用

三维激光扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,随着三维激光扫描技术的发展,采空区三维激光扫描系统正日益显示出其优越性。在对C-ALS和CMS系统进行技术参数对比的基础上,总结了C-ALS系统的应用优势,进一步研究了其在建立采空区数据库、矿柱回采爆破优化设计、损失贫化率精确计算、钻孔测斜等方面的应用。在建立安庆铜矿某空区三维模型后,计算空区体积,为矿山采空区充填设计提供重要依据。     

采空区三维激光扫描系统C-ALS及其在安庆铜矿的应用研究

三维激光扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，随着三维激光扫描技术的发展，采空区三维激光扫描系统正日益显示出其优越性。本文在对C-ALS和CMS系统进行技术参数对比的基础上，总结了C-ALS系统的应用优势；进一步研究了其在建立采空区数据库、矿柱回采爆破优化设计、损失贫化率精确计算、钻孔测斜等方面的应用；在建立安庆铜矿某空区三维模型后，计算了空区体积等参数，为其采空区充填设计提供了重要依据。     

三维激光扫描仪在矿山采空区探测中的应用

我国金属矿资源贫矿多、富矿少、埋藏深,持续开采后形成了大量采空区。为全面掌握矿山采空区形态、边界和空区体积,采用三维激光扫描仪对某地下矿山采空区进行空间扫描,通过对扫描数据进行处理,搭建空区模型,可清晰掌握空区体积、边界及内部形态,将模型计算结果与矿山采空区统计数据对比,数据误差值最大为2.4%,最小为0.7%,计算结果验证了三维激光扫描仪在矿山空区探测的适用性,可为空区治理及管理提供技术支撑。     

煤矿采空区瞬变电磁超前探测波场成像研究

常规井下瞬变电磁超前探测技术存在体积效应，仅能确定富水采空区的方位，难以对其边界进行精确探测，为了查明朝阳煤矿9101巷道掘进前方的采空区及其富水情况，基于矿井瞬变电磁超前探测方法，采用瞬变电磁超前探测波场成像技术进行处理，结果表明，同传统全空间数据处理视电阻率结果相比，瞬变电磁超前探测波场成像技术能够确定采空区富水边界位置，波场曲线幅值同含水采空区出水位置对应较好，采空区的富水边界位置同全空间波场成像结果更为吻合。     

露天矿采空区分析处理

地方小煤窑的乱采滥挖行为在很大程度上造成了当地煤炭资源的极大消耗和环境污染,同时采空区给露天开采留下了严重的安全隐患。根据露天矿开采中小煤窑采空区与工作台阶水平位置的不同,通过鲁佩涅伊特法计算出的顶板安全厚度作为分界点,提出采空区的3种不同状态及其相应的处理措施。以水泉矿为实例进行了分析研究,结果表明:其合理安全厚度为4#煤7 m,9#煤6 m,根据不同状态进行处理,保证露天开采安全、正常的进行。     

采空区渗透率演化规律及卸压开采效果研究

为了研究保护层开采过程中采空区渗透率的演化规律、分布特征以及对被保护层卸压增透效果,在充分利用淮南某矿1242(1)工作面抽采监测数据的基础上对地面钻井抽采卸压煤层及采空区瓦斯的流量计算模型进行了简化,结合达西定律给出了采空区等效渗透率的计算模型。在此基础上,通过拟合被保护层瓦斯抽采量得出各钻井的瓦斯衰减系数,并引入瓦斯涌出衰减系数减小倍数来反映保护层卸压增透效果。研究结果表明:1)采空区渗透率随着保护层工作面的推进经历急剧升高、缓慢降低以及稳定3个阶段,前2个阶段对应的工作面推进长度分别为19.24,186.2 m;工作面回采结束后,采空区中部渗透率最低,向边缘逐渐增大,呈横"O"型分布。2)被保护层瓦斯抽采同样经历3个阶段:急剧升高阶段、衰减阶段以及稳定阶段,前2个阶段经历的平均时间分别为10 d和125 d。3)1#钻井的瓦斯涌出衰减系数减小倍数高达7.7,表明了保护层卸压效果十分显著。     

基于FLAC3D的铁矿山露天转地下境界顶柱稳定性研究

针对露天转地下开采过渡期间露天与地下同时开采相互影响的问题,对境界顶柱的合理厚度进行了研究。基于材料力学和结构力学理论,对境界顶柱的合理厚度进行了理论计算。采用三维数值模拟实验方法,对不同的顶柱厚度进行了实验研究。获得了在相同采空区跨度下不同厚度的境界顶柱稳定性规律,并提出了优化方案。采用该方案能够有效地提高露天转地下开采过渡期间的安全性和资源利用率。     

基于微震监测多方法的采空区群稳定性分析

精准分析采空区群的稳定性对于矿山安全生产有着重要的意义。本文以内蒙古白音诺尔铅锌矿地下采空区群为研究背景,首先采用三维激光扫描技术,建立地下复杂的采空区三维可视化模型。在此模型基础上应用Mathews图解法对空区顶板及上盘稳定性进行评价;并通过数值模拟方法,分别从采空区的位移场、应力场及塑性区分布,分析空区的稳定性状态;由前述工作指导设计了微震系统的传感器空间布置,最后从微震事件空间分布规律角度分析了采空区群的稳定状态。研究结果表明：3-5#和3-6#空区稳定性较差,3-2#、3-4#及3-7#空区稳定性一般,其他空区稳定性较好。研究成果可帮助矿山生产规避风险,同时也为后续采空区处理提供技术支撑。     

空区赋存条件下露天矿开采安全评价及措施

以巴鲁巴东露天矿为例,结合现场实地踏勘和生产技术资料,采用3DMine三维建模软件建立了地表、采空区以及矿体三维模型;根据采空区理论推演与钻孔探测结果,掌握采空区的实际赋存情况,开展露采边坡潜在危险区划分、边坡稳定性特征及隔离厚度分析评价,并制定露天开采安全保障措施,保证巴鲁巴东露天矿的安全生产。     

佛子冲矿采空区群模糊聚类分级及综合治理

为对佛子冲矿104#矿体采空区群进行稳定性分级及综合处理研究,在前期空区探测的基础上,基于三维数值计算软件ANSYS与FLAC^3D耦合,对采空区的稳定性进行模拟分析,选取空区顶板暴露面积及数值计算得到的采空区顶板最大主应力、最小主应力、最大位移4个因素,运用模糊聚类理论对空区进行聚类,实现采空区稳定性4分类。针对4采空区分别提出加强监测管理、加强支护、部分充填和全部充填等处治措施,以保障佛子冲矿生产安全,节约空区处理成本。     

特厚煤层小煤矿采空区探测与充填复采技术

针对平朔煤业有限公司井工二矿二、三采区受到小煤矿开采破坏影响、采空区自然发火、积水积气情况不明、顶板支护差、随时可能发生冒顶等问题,首先采用瞬变电磁法初步确定小煤矿破坏范围,再用超前钻孔探测井下具体工作面地质和小煤矿采空区结构及围岩稳定性,最后实际探测小煤矿采空区巷道准确位置、采空区空间相对位置、采空区内部空间大小,以及采空区内部水、瓦斯、堆积物状况,最终实际探测结果确定具体的充填复采方案。通过对B909工作面进行探测并将工作面范围内的7个小煤矿采空区全部充填后,工作面推进至充填采空区范围时没有发生漏顶、片帮状况。     

复杂采空区群影响下露天边坡稳定性特征及危险区区划研究

为研究复杂采空区群影响下的边坡稳定性特征,针对银山露天矿现状边坡与二期边坡,采用FLAC3D三维数值模拟方法,基于复杂采空区群与露天边坡形成历史的返演,计算了固定长高比的三维边坡模型在不同边界约束下的安全系数,并分析了复杂采空区群影响下边坡的整体稳定性特征以及单个采空区对边坡局部稳定性的影响,从而对露天矿开采过程中边坡岩体潜在危险区域进行了分类区划。研究成果为银山露天矿山安全生产防控提供了可靠依据。     

低价值矿体复杂采空区群治理技术研究

来龙矿区方解石矿山采空区群体积已经达到了350万m3,矿体低价值的属性造成了采空区治理安全与经济的矛盾。为了有效地治理采空区,首先对350万m3的采空区进行了三维测量,建立了三维模型,然后对矿区的工程地质进行了调查,对采空区稳定性进行了评估,开发了采空区围岩稳定性连续监测系统,在矿区采空区群治理中得到了很好的应用。